ឡាស៊ែរ ឡាស៊ែរ មីក្រូណាណូ ផលិត-ឧស្សាហកម្ម លឿនបំផុត។

ទោះបីជាឡាស៊ែរ ultrafast មានរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយក៏ដោយ កម្មវិធីឧស្សាហកម្មបានរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេលពីរទសវត្សរ៍ចុងក្រោយនេះ។ នៅឆ្នាំ 2019 តម្លៃទីផ្សារនៃ ultrafastសម្ភារៈឡាស៊ែរការកែច្នៃមានចំនួនប្រមាណ ៤៦០លានដុល្លារអាមេរិក ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំ ១៣%។ តំបន់នៃកម្មវិធីដែលឡាស៊ែរ ultrafast ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយជោគជ័យ ដើម្បីដំណើរការសម្ភារៈឧស្សាហកម្ម រួមមានការផលិត និងជួសជុល photomask នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor ក៏ដូចជា dicing silicon, glass cut/scribing និង (indium tin oxide) ការដកខ្សែភាពយន្ត ITO នៅក្នុងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចដូចជា ទូរសព្ទដៃ និងថេប្លេតជាដើម។ វាយនភាព piston សម្រាប់ឧស្សាហកម្មរថយន្ត ការផលិត stent coronary និងការផលិតឧបករណ៍ microfluidic សម្រាប់ឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ។

01 ការផលិត និងជួសជុល Photomask នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor

ឡាស៊ែរ Ultrafast ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មដំបូងបំផុតមួយក្នុងដំណើរការវត្ថុធាតុដើម។ ក្រុមហ៊ុន IBM បានរាយការណ៍ពីការអនុវត្តនៃការ ablation ឡាស៊ែរ femtosecond ក្នុងការផលិត photomask ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយ nanosecond laser ablation ដែលអាចផលិតដែក និងការខូចខាតកញ្ចក់ របាំងឡាស៊ែរ femtosecond បង្ហាញមិនហៀរដែក គ្មានការខូចខាតកញ្ចក់។ល។ គុណសម្បត្តិ។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (ICs) ។ ការផលិតបន្ទះឈីប IC អាចត្រូវការរបាំងរហូតដល់ 30 ហើយមានតម្លៃ > $100,000។ ដំណើរការឡាស៊ែរ Femtosecond អាចដំណើរការបន្ទាត់ និងចំណុចខាងក្រោម 150nm ។

រូបភាពទី 1. ការប្រឌិត និងជួសជុល Photomask

រូបភាពទី 2. លទ្ធផលការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃគំរូរបាំងផ្សេងៗគ្នាសម្រាប់ lithography អ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង

02 ការកាត់ស៊ីលីកុននៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor

Silicon wafer dicing គឺជាដំណើរការផលិតស្តង់ដារមួយនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor ហើយជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ dicing មេកានិច។ កង់កាត់ទាំងនេះច្រើនតែបង្កើត microcracks ហើយពិបាកកាត់ស្តើង (ឧទាហរណ៍ កម្រាស់< 150 μm) wafers ។ ការកាត់ឡាស៊ែរនៃ wafers ស៊ីលីកុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ ជាពិសេសសម្រាប់ wafers ស្តើង (100-200μm) ហើយត្រូវបានអនុវត្តក្នុងជំហានជាច្រើន៖ ការកាត់ឡាស៊ែរ បន្តដោយការបំបែកមេកានិច ឬការកាត់បំបាំងកាយ (ពោលគឺ កាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៅខាងក្នុង ស៊ីលីកុន scribing) បន្តដោយការបំបែកកាសែតមេកានិច។ ឡាស៊ែរជីពចរ nanosecond អាចដំណើរការ 15 wafers ក្នុងមួយម៉ោង ហើយឡាស៊ែរ picosecond អាចដំណើរការ 23 wafers ក្នុងមួយម៉ោង ជាមួយនឹងគុណភាពខ្ពស់ជាង។

03 ការកាត់កញ្ចក់ក្នុងឧស្សាហកម្មគ្រឿងអេឡិចត្រូនិក

អេក្រង់ប៉ះ និងវ៉ែនតាការពារសម្រាប់ទូរសព្ទ និងកុំព្យូទ័រយួរដៃកាន់តែស្តើង ហើយរាងធរណីមាត្រខ្លះមានរាងកោង។ នេះធ្វើឱ្យការកាត់មេកានិចបុរាណកាន់តែពិបាក។ ឡាស៊ែរធម្មតាផលិតគុណភាពកាត់មិនល្អ ជាពិសេសនៅពេលដែលកញ្ចក់អេក្រង់ទាំងនេះត្រូវបានដាក់ជាស្រទាប់ 3-4 ហើយកញ្ចក់ការពារកំរាស់ 700 μm ខាងលើត្រូវបាន tempered ដែលអាចបំបែកជាមួយនឹងភាពតានតឹងដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម។ ឡាស៊ែរ Ultrafast ត្រូវបានបង្ហាញថាអាចកាត់វ៉ែនតាទាំងនេះជាមួយនឹងកម្លាំងគែមកាន់តែប្រសើរ។ សម្រាប់ការកាត់បន្ទះធំ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចត្រូវបានផ្តោតទៅលើផ្ទៃខាងក្រោយនៃសន្លឹកកញ្ចក់ ដោយកោសផ្នែកខាងក្នុងនៃកញ្ចក់ដោយមិនធ្វើឱ្យខូចផ្ទៃខាងមុខ។ បន្ទាប់មកកញ្ចក់អាចត្រូវបានបំបែកដោយប្រើមធ្យោបាយមេកានិច ឬកម្ដៅតាមលំនាំដែលបានពិន្ទុ។

រូបភាពទី 3. កញ្ចក់ឡាស៊ែរ Picosecond ultrafast កាត់រាងពិសេស

04 វាយនភាពពីស្តុងនៅក្នុងឧស្សាហកម្មរថយន្ត

ម៉ាស៊ីន​រថយន្ត​ទម្ងន់​ស្រាល​ត្រូវ​បាន​ផលិត​ឡើង​ពី​លោហធាតុ​អាលុយមីញ៉ូម ដែល​មិន​ធន់​នឹង​ការ​ពាក់​ដូច​ដែក​ដេញ។ ការសិក្សាបានរកឃើញថាការកែច្នៃឡាស៊ែរ femtosecond នៃវាយនភាពពីស្តុងរថយន្តអាចកាត់បន្ថយការកកិតបានរហូតដល់ 25% ដោយសារតែកំទេចកំទី និងប្រេងអាចត្រូវបានរក្សាទុកយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។

រូបភាពទី 4. ដំណើរការឡាស៊ែរ Femtosecond នៃ pistons ម៉ាស៊ីនរថយន្ត ដើម្បីកែលម្អដំណើរការម៉ាស៊ីន

05 ការផលិតសរសៃរោហិណីនៅក្នុងឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ

សរសៃរោហិណីរាប់លានត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងសរសៃឈាមបេះដូងរបស់រាងកាយ ដើម្បីបើកច្រកសម្រាប់ឈាមហូរចូលទៅក្នុងសរសៃឈាមដែលកកឈាម ជួយសង្គ្រោះជីវិតមនុស្សរាប់លាននាក់ជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ បង្គោលសរសៃពួរជាធម្មតាត្រូវបានផលិតចេញពីលោហៈ (ឧទាហរណ៍ ដែកអ៊ីណុក ដែកអ៊ីណុក-ទីតានីញ៉ូម ទម្រង់អង្គចងចាំ ឬយ៉ាន់ស្ព័រ cobalt-chromium ថ្មីៗ) ដែលមានទទឹងទ្រនិចប្រហែល 100 μm។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកាត់ឡាស៊ែរដែលមានជីពចរវែង គុណសម្បត្តិនៃការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរ ultrafast ដើម្បីកាត់តង្កៀបគឺគុណភាពខ្ពស់ ការបញ្ចប់ផ្ទៃល្អជាង និងកំទេចកំទីតិច ដែលកាត់បន្ថយការចំណាយក្រោយដំណើរការ។

06 ការផលិតឧបករណ៍ Microfluidic សម្រាប់ឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ

ឧបករណ៍ Microfluidic ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រសម្រាប់ការធ្វើតេស្ត និងធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យជំងឺ។ ជាធម្មតា ទាំងនេះត្រូវបានផលិតដោយការបាញ់ថ្នាំខ្នាតតូចនៃផ្នែកនីមួយៗ ហើយបន្ទាប់មកភ្ជាប់ដោយប្រើកាវ ឬការផ្សារ។ ការផលិតឡាស៊ែរលឿនបំផុតនៃឧបករណ៍មីក្រូហ្វ្លុយឌីកមានអត្ថប្រយោជន៍ក្នុងការផលិតមីក្រូឆានែល 3D នៅក្នុងវត្ថុធាតុថ្លាដូចជាកញ្ចក់ដោយមិនចាំបាច់មានការតភ្ជាប់។ វិធីសាស្រ្តមួយគឺការផលិតឡាស៊ែរលឿនបំផុតនៅខាងក្នុងកញ្ចក់ភាគច្រើន អមដោយការច្រេះគីមីសើម និងមួយទៀតគឺការបំប្លែងឡាស៊ែរ femtosecond នៅខាងក្នុងកញ្ចក់ ឬផ្លាស្ទិចក្នុងទឹកចម្រោះដើម្បីយកកំទេចកំទី។ វិធីសាស្រ្តមួយទៀតគឺការភ្ជាប់ម៉ាស៊ីនចូលទៅក្នុងផ្ទៃកញ្ចក់ ហើយបិទវាជាមួយនឹងគម្របកញ្ចក់តាមរយៈការផ្សារឡាស៊ែរ femtosecond ។

រូបភាពទី 6. ការឆ្លាក់ជ្រើសរើសដោយឡាស៊ែរដែលបណ្ដាលមកពី Femtosecond ដើម្បីរៀបចំបណ្តាញមីក្រូហ្វ្លុយឌីកនៅខាងក្នុងសម្ភារៈកញ្ចក់

07 ការខួងខ្នាតតូចនៃក្បាលចាក់

ម៉ាស៊ីនមីក្រូហូលឡាស៊ែរ Femtosecond បានជំនួស micro-EDM នៅក្រុមហ៊ុនជាច្រើននៅក្នុងទីផ្សារម៉ាស៊ីនចាក់សម្ពាធខ្ពស់ ដោយសារភាពបត់បែនកាន់តែច្រើនក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់រន្ធលំហូរ និងពេលវេលាម៉ាស៊ីនខ្លីជាង។ សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងទីតាំងផ្តោតអារម្មណ៍ និងទំនោរនៃធ្នឹមដោយស្វ័យប្រវត្តិតាមរយៈក្បាលស្កែនដែលដំណើរការមុនបាននាំទៅដល់ការរចនានៃទម្រង់ជំរៅ (ឧទាហរណ៍ ធុង ភ្លើង ការបញ្ចូលគ្នា ការបង្វែរ) ដែលអាចជំរុញការបំប្លែងអាតូម ឬការជ្រៀតចូលនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ។ ពេលវេលានៃការខួងគឺអាស្រ័យលើបរិមាណនៃការ ablation ជាមួយនឹងកម្រាស់ខួង 0.2 - 0.5 mm និងអង្កត់ផ្ចិតរន្ធ 0.12 - 0.25 mm ដែលធ្វើអោយបច្ចេកទេសនេះលឿនជាង micro-EDM ដប់ដង។ Microdrilling ត្រូវបានអនុវត្តជាបីដំណាក់កាល រួមទាំងការរដុប និងការបញ្ចប់រន្ធឆ្លងកាត់-pilot។ Argon ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ជា​ឧស្ម័ន​ជំនួយ​ដើម្បី​ការពារ​រន្ធ​ពី​អុកស៊ីតកម្ម និង​ការពារ​ប្លាស្មា​ចុងក្រោយ​ក្នុង​ដំណាក់កាល​ដំបូង។

រូបភាពទី 7. Femtosecond laser processing high-precision for inverted taper hole for diesel engine injector

08 ការវាយនភាពឡាស៊ែរលឿនបំផុត។

ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ាស៊ីន កាត់បន្ថយការខូចខាតសម្ភារៈ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ វិស័យមីក្រូម៉ាស៊ីនបានក្លាយជាការផ្តោតអារម្មណ៍របស់អ្នកស្រាវជ្រាវបន្តិចម្តងៗ។ ឡាស៊ែរ Ultrafast មានគុណសម្បត្តិដំណើរការផ្សេងៗដូចជាការខូចខាតទាប និងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ដែលបានក្លាយជាចំណុចសំខាន់នៃការលើកកម្ពស់ការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ឡាស៊ែរ ultrafast អាចធ្វើសកម្មភាពលើសម្ភារៈផ្សេងៗ ហើយការខូចខាតសម្ភារៈកែច្នៃឡាស៊ែរក៏ជាទិសដៅស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់ផងដែរ។ ឡាស៊ែរអ៊ុលត្រាសោនត្រូវបានប្រើដើម្បីបំផ្លាញសម្ភារៈ។ នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេថាមពលនៃឡាស៊ែរគឺខ្ពស់ជាងកម្រិតនៃការ ablation នៃសម្ភារៈ ផ្ទៃនៃសម្ភារៈ ablated នឹងបង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូជាមួយនឹងលក្ខណៈជាក់លាក់។ ការស្រាវជ្រាវបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃពិសេសនេះគឺជាបាតុភូតទូទៅដែលកើតឡើងនៅពេលដែលសម្ភារៈកែច្នៃឡាស៊ែរ។ ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈខ្លួនវា ហើយថែមទាំងអាចបង្កើតនូវសម្ភារៈថ្មីៗផងដែរ។ នេះធ្វើឱ្យការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃដោយឡាស៊ែរ ultrafast ជាវិធីសាស្រ្តបច្ចេកទេសដែលមានសារៈសំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍។ បច្ចុប្បន្ននេះ សម្រាប់សម្ភារៈលោហៈ ការស្រាវជ្រាវលើការវាយនភាពលើផ្ទៃឡាស៊ែរដែលមានល្បឿនលឿនអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការសើមលើផ្ទៃលោហៈ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពកកិតលើផ្ទៃ និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការពាក់ បង្កើនភាពស្អិតរបស់ថ្នាំកូត និងការរីកសាយតាមទិសដៅ និងការស្អិតរបស់កោសិកា។

រូបភាពទី 8. លក្ខណៈសម្បត្តិ Superhydrophobic នៃផ្ទៃស៊ីលីកុនដែលរៀបចំដោយឡាស៊ែរ

ជាបច្ចេកវិជ្ជាកែច្នៃដ៏ទំនើប ដំណើរការឡាស៊ែរ ultrafast មានលក្ខណៈនៃតំបន់ដែលរងផលប៉ះពាល់ដោយកំដៅតូច ដំណើរការមិនលីនេអ៊ែរនៃអន្តរកម្មជាមួយវត្ថុធាតុ និងដំណើរការដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់លើសពីដែនកំណត់នៃការសាយភាយ។ វាអាចដឹងពីដំណើរការមីក្រូណាណូដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៃសម្ភារៈផ្សេងៗ។ និងការផលិតរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូបីវិមាត្រ។ ការសម្រេចបាននូវការផលិតឡាស៊ែរនៃសម្ភារៈពិសេស រចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញ និងឧបករណ៍ពិសេសបើកផ្លូវថ្មីសម្រាប់ការផលិតមីក្រូណាណូ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឡាស៊ែរ femtosecond ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រទំនើបៗជាច្រើន៖ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំឧបករណ៍អុបទិកផ្សេងៗ ដូចជាអារេមីក្រូលេន ភ្នែកបរិវេណ bionic មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិក និងផ្ទៃមេតា។ ដោយប្រើភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងជាមួយនឹងសមត្ថភាពដំណើរការបីវិមាត្រ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចរៀបចំ ឬរួមបញ្ចូលបន្ទះឈីប microfluidic និង optofluidic ដូចជាសមាសធាតុ microheater និងបណ្តាញ microfluidic បីវិមាត្រ។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរ femtosecond ក៏អាចរៀបចំប្រភេទផ្សេងគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃ ដើម្បីសម្រេចបាននូវការប្រឆាំងនឹងការឆ្លុះ ប្រឆាំងនឹងការឆ្លុះកញ្ចក់ super-hydrophobic ប្រឆាំងនឹង icing និងមុខងារផ្សេងទៀត; មិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ ឡាស៊ែរ femtosecond ក៏ត្រូវ​បាន​គេ​អនុវត្ត​ក្នុង​វិស័យ​ជីវវេជ្ជសាស្រ្ដ​ផងដែរ ដោយ​បង្ហាញ​ពី​ការ​អនុវត្ត​ដ៏​ឆ្នើម​ក្នុង​វិស័យ​ដូច​ជា​ micro-stents ជីវសាស្ត្រ ស្រទាប់​ខាងក្រោម​វប្បធម៌​កោសិកា និង​រូបភាព​មីក្រូទស្សន៍​ជីវសាស្ត្រ។ ការរំពឹងទុកកម្មវិធីទូលំទូលាយ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វិស័យកម្មវិធីនៃដំណើរការឡាស៊ែរ femtosecond កំពុងពង្រីកពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំ។ បន្ថែមពីលើមីក្រូអុបទិក មីក្រូហ្វ្លុយឌីក មីក្រូណាណូដែលមានមុខងារច្រើន និងកម្មវិធីវិស្វកម្មជីវវេជ្ជសាស្ត្រ វាក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងធំនៅក្នុងវិស័យដែលកំពុងរីកចម្រើនមួយចំនួនផងដែរ ដូចជាការរៀបចំផ្ទៃមេតា។ ការផលិតមីក្រូណាណូ និងការរក្សាទុកព័ត៌មានអុបទិកពហុវិមាត្រ។ល។